电容器参数的基本公式

1、电容器参数的基本公式1、容量(法拉)英制：C =:(0.224 x K A) / TD公制：C =:(0.0884 x K A) / TD2、电容器中存储的能量E = ? CV23、电容器的线性充电量I = C (dV/dt)4、电容的总阻抗(欧姆)Z = V Rs2 + (Xc - Xl) 2 5、容性电抗(欧姆)Xc = 1/(2 nc)相位角理想电容器：超前当前电压90°理想电感器：滞后当前电压90°理想电阻器：与当前电压的相位相同7、耗散系数()D.F. = tg S (损耗角)=ESR / Xc=(2nC)(ESR)8、品质因素Q = cotan S = 1/ D

2、F9、等效串联电阻ESR (欧姆)ESR = (DF) XC = DF/ 2 nC10、功率消耗Power Loss = (2 nCV2) (DF)11、功率因数PF = sin S (loss angle) cos (相位角)12、均方根rms = 0.707 x Vp13、千伏安KVA (千瓦)KVA = 2nCV2 x 10-314、电容器的温度系数T.C. = (Ct C25)/ C25 (Tt 25) x 10615、容量损耗（）CD = （Ci - C2） / Ci X 10016、陶瓷电容的可靠性Lo / Lt = (Vt / Vo) X (Tt / To)Y17、串联时的容值n

3、 个电容串联：1/CT = 1/C1 +1/C2+.+ 1/Cn两个电容串联：Ct = C1 C2/ (C1+C2)18、并联时的容值Ct = C1 + C2 + .+ Cn19、重复次数(Againg Rate)A.R. = % C / decade of time上述公式中的符号说明如下：K =介电常数A =面积=时间 RS =串联电阻f =频率 L =电感感性系数 使用寿命Lt =试验寿命Vt =测试电压V0 =工作电压TD =绝缘层厚度V =电压 tS =损耗角 =相位角 L0 =Tt =测试温度T0 =工作温度X , Y =电压与温度的效应指数电容的等效串联电阻 ESR普遍的观点是：

4、一个等效串联电阻（ESR）很小的相对较大容量的外部电容能很好地吸收快速转换时的峰值（纹波）电流。但是，有时这样的选择容易引起稳压器（特别是线 性稳压器LDO ）的不稳定，所以必须合理选择小容量和大容量电容的容值。永远记住，稳 压器就是一个放大器，放大器可能出现的各种情况它都会出现。由于DC/DC 转换器的响应速度相对较慢，输出去耦电容在负载阶跃的初始阶段起主导的作用，因此需要额外大容量的电容来减缓相对于DC/DC转换器的快速转换，同时用高频电容减缓相对于大电容的快速变换。通常，大容量电容的等效串联电阻应该选择为合适 的值，以便使输出电压的峰值和毛刺在器件的Dasheet规定之内。高频转换中，小

5、容量电容在0.01尸到0.1疔 量级就能很好满足要求。表贴陶瓷电容或者多层陶瓷电容（MLCC）具有更小的 ESR。另外，在这些容值下，它们的体积和 BO M成本都比较合理。如果局部低频去耦不充分， 则从低频向高频转换时将引起输入电压降低。 电压下降过程可能持续数毫秒，时间长短主要取决于稳压器调节增益和提供较大负载电流的 时间。用ESR大的电容并联比用ESR恰好那么低的单个电容当然更具成本效益。然而，这需要你在 PCB面积、器件数目与成本之间寻求折衷。电容器的选择及分类通常，应该如何为我们的电路选择一颗合适的电容呢？应基于以下几点考虑：1、静电容量；2、额定耐压；3、容值误差；4、直流偏压下的电

6、容变化量；5、电容的类型；6电容的规格。那么，是否有捷径可寻呢？其实，电容作为器件的外围元件，几乎每 个器件的Datasheet或者Solutions,都比较明确地指明了外围元件的选择参数， 也就是说，据此可以获得基本的器件选择要求，然后再进一步完善细化之。其实选用电容时不仅仅是只看容量和封装，具体要看产品所使用环境，特殊的电路必须用特殊的电容。下面是chip capacitor根据电介质的介电常数分类，介电常数直接影响电路的稳定性。NPO or CH ( K < 150):电气性能最稳定，基本上不随温度、电压与时间的改变而改变， 适用于 对稳定性要求高的高频电路。鉴于 K值较小，所以在

7、0402、0603 0805封装下 很难有大容量的电容。如 0603 一般最大的10nF以下。X7R or YB (2000 < K < 4000):电气性能较稳定，在温度、电压与时间改变时性能的变化并不显著(AC< ± 10%)。适用于隔直、偶合、旁路与对容量稳定性要求不太高的全频鉴电路。Y5V or YF (K > 15000)：容量稳定性较 X7R差(AC < +20%-80%)，容量、损耗对温度、 电压等测试条件较敏感，但由于其 K值较大，所以适用于一些容值要求较高的 场合。电容的分类电容的分类方式及种类很多，基于电容的材料特性，其可分为以下几大

8、类： 铝电解电容电容容量范围为0.1尸22000尸，高脉动电流、长寿命、大容量的不二 之选，广泛应用于电源滤波、解藕等场合。薄膜电容电容容量范围为0.1pF10尸，具有较小公差、较高容量稳定性及极低 的压电效应，因此是 X、丫安全电容、EMI/EMC 的首选。钽电容电容容量范围为2.2尸560尸，低等效串联电阻（ESR）、低等效串联 电感（ESL）。脉动吸收、瞬态响应及噪声抑制都优于铝电解电容，是高稳定电 源的理想选择。陶瓷电容电容容量范围为0.5pF100尸，独特的材料和薄膜技术的结晶，迎合了 当今“更轻、更薄、更节能“的设计理念。超级电容电容容量范围为0.022F70F，极高的容值，因此又

9、称做“金电容”或 者“法拉电容”。主要特点是：超高容值、良好的充/放电特性，适合于电能存储和电源备份。缺点是耐压较低，工作温度范围较窄。电容器在电路中的作用作为无源元件之一的电容，其作用不外乎以下几种：1、应用于电源电路，实现旁路、去藕、滤波和储能的作用。下面分类详述之：1）旁路旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件，它能使稳压器的输岀均匀化，降低负载需求。就像小型可充电电池一样，旁路电容能够被充电，并向器件进行放电。为尽量减少阻抗，旁路电容要尽量靠近 负载器件的供电电源管脚和地管脚。这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。地弹是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降。2）去藕去藕，又

10、称解藕。 从电路来说， 总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大，驱动电路要把电容充电、放电，才能完成信号的跳变，在上升沿比较陡峭的时候，电流比较大，这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流，由于电路中的电感，电阻（特别是芯片管脚上的电感， 会产生反弹），这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声，会影响前级的正常工作，这就是所谓的“耦合”。去藕 电容就是起到一个“电池”的作用，满足驱动电路电流的变化，避免相互间的耦合干扰。将旁路电容和去藕电容结合起来将更容易理解。旁路电容实际也是去藕合的，只是旁路电容一般是指高频旁路，也就是给高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径。高频旁路电容一

11、般比较小，根据谐振频率一 般取0.1尸、0.01萨等；而去耦合电容的容量一般较大，可能是10萨或者更大，依据电路中分布参数、以及驱动电流的变化大小来确定。旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象，而去耦是把输岀信号的干扰作为滤除对象，防止干扰信号返回电源。这应该是他们的本质区别。3）滤波从理论上（即假设电容为纯电容）说，电容越大，阻抗越小，通过的频率也越高。但实际上超过1 mF的电容大多为电解电容， 有很大的电感成份，所以频率高后反而阻抗会增大。有时会看到有一个电容量 较大电解电容并联了一个小电容，这时大电容通低频，小电容通高频。电容的作用就是通高阻低，通高频阻低频。电容越大低频越容易通过，电容越

12、大高频越容易通过。具体用在滤波中，大电容（1000mF）滤低频，小电容（20pF）滤高频。曾有网友形象地将滤波电容比作“水塘"。由于电容的两端电压不会突变，由此可知，信号频率越高则衰减越大，可很形象的说电容像个水塘，不会因几滴水的加入或蒸发而引起水量的变化。它把电压的变动转化为电流的变化，频率越高，峰 值电流就越大，从而缓冲了电压。滤波就是充电，放电的过程。4）储能储能型电容器通过整流器收集电荷，并将存储的能量通过变换器引线传送至电源的输岀端。电压额定值为40450VDC、电容值在220150 000pF之间的铝电解电容器（如 EPCOS公司的 B43504或B 43505是较为常用的。根据不同的电源要求，器件有时会采用串联、并联或其组合的形式，对于功率级超 过10KW的电源，通常采用体积较大的罐形螺旋端子电容器。2、应用于信号电路，主要完成耦合、振荡/同步及时间常数的作用：1）耦合举个例子来讲，晶体管放大器发射极有一个自给偏压电阻，它同时又使信号产生压降反馈到输入端形成了输入输岀信号耦合，这个电阻就是产生了耦合的元件，如果在这个电阻两端并联一个电容，由于适当容量的电容器对交流信号较小的阻抗，这样就减小了电阻产生的耦合效应